[发明专利]磷酸铁锂电池正极浆料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种磷酸铁锂电池正极浆料及其制备方法。该制备方法包括：将粘结剂PVDF制备成PVDF胶液；向全部PVDF胶液中加入导电剂预混≤30min，得到第一预混料或者向部分PVDF胶液中加入导电剂预混≤30min，得到第二预混料；向第一预混料中加入磷酸铁锂继续混合，或第二预混料中加入磷酸铁锂继续混合得到混合浆料；向混合浆料中加入剩余PVDF胶液进行再次混合，得到磷酸铁锂正极浆料。上述合浆过程中磷酸铁锂始终处于富含溶剂的环境中，能对溶剂进行充分的吸收，合浆完成后，基本不会对溶剂进一步吸收，因而浆料的固含量高，相对粘度变化较小且稳定性好。

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，具体而言，涉及一种磷酸铁锂电池正极浆料及其制备方法。

背景技术

对于磷酸铁锂正极合浆，为了满足涂布精度的需要，浆料需能够长时间保持均一、稳定性，通常浆料的粘度控制在5000-12000mPa·S，储存时间＞48h。相比其它锂离子电池正极材料(如三元材料)，磷酸铁锂的粒径小(D₅₀ 0.2-2μm)，颗粒的比表面大，合浆过程中能够吸收较多的NMP溶剂，导致浆料中PVDF粘结剂的浓度较高，而高浓度的PVDF必然会导致浆料的高粘度，为保证出料粘度，在后续的调粘度阶段必然会消耗较多的NMP溶剂，而过多的NMP溶剂会导致浆料的固含量偏低。过低的浆料固含量对于制造工艺显然是不利的，不仅会增加NMP溶剂消耗量，更重要的是低固含量的浆料在涂布干燥过程中需要蒸发更多的NMP溶剂，涂布速度降低，设备能耗增加；当浆料固含量特别低时，干燥受热时间过长，会出现翘边、涂布干裂及粘结剂上浮引起的极片粘附力降低等质量问题，造成极片的报废，严重时还会影响电池安全性能。

现有的提高磷酸铁锂正极浆料固含量的方法主要是通过改变合浆工艺如由湿法合浆改为干法合浆以减少磷酸铁锂对NMP溶剂的吸收，但效果不明显。而且，干法合浆过程中存在PVDF溶解不完全造成微胶团，影响涂布质量。此外，干法合浆制备出的浆料在储存过程中磷酸铁锂会对NMP溶剂继续吸收，引起浆料的粘度持续升高，不利于浆料的中转储存。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种磷酸铁锂电池正极浆料及其制备方法，以改善现有技术中浆料的粘度稳定性差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种磷酸铁锂正极浆料的制备方法，该制备方法包括：将粘结剂PVDF制备成PVDF胶液；向PVDF胶液中加入导电剂预混≤30min，得到第一预混料；向第一预混料中加入磷酸铁锂继续混合，得到磷酸铁锂正极浆料。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种磷酸铁锂正极浆料的制备方法，该制备方法包括：将粘结剂PVDF制备成PVDF胶液；向部分PVDF胶液中加入导电剂预混≤30min，得到第二预混料；向第二预混料中加入磷酸铁锂继续混合，得到混合浆料；向混合浆料中加入剩余PVDF胶液进行再次混合，得到磷酸铁锂正极浆料。

进一步地，将粘结剂PVDF制备成PVDF胶液包括：在露点温度小于等于-30℃的条件下，将粘结剂PVDF加入溶剂中，在搅拌速度为10-50rpm，分散速度为500-1500rpm的条件下进行混合10-30min，得到第一胶混液；将第一胶混液在搅拌速度为30-50rpm分散速度为1500-3000rpm的条件下分散5-10h，得到分散液；将分散液在搅拌速度为10-50rpm，分散速度为500-1500rpm的条件下除泡，得到固含量为6-11wt％的PVDF胶液。

进一步地，粘结剂PVDF为复合粘结剂，复合粘结剂为乳液聚合法制备的PVDF与悬浮聚合法制备的PVDF复配而成；优选复配的质量比为1:1-1:2；优选地，溶剂为N-甲基吡咯烷酮。

进一步地，向PVDF胶液中加入导电剂预混≤30min，得到第一预混料包括：向PVDF胶液中加入导电剂，并在搅拌速度为10-50rpm，分散速度为≤1500rpm的条件下预混≤30min，得到第一预混料。